光柴储智能微电网方案及配置

光柴储一体化智能微网系统

方案及配置

目录

1 项目概述 (1)

2 项目整体方案 (1)

2.1微电网系统 (1)

2.2光伏发电系统 (3)

2.3储能系统 (3)

2.3.1储能变流器设计 (4)

2.3.2 储能变流器选型 (5)

2.4柴油机发电系统 (7)

2.5交流控制柜 (7)

2.6微电网能量管理监控系统 (8)

3 系统运行方式： (9)

4 设备清单及报价 (11)

1 项目概述

分布式能源具有间歇性、波动性、孤岛保护等特点，分布式能源电能质量差，分布式能源设备利用率没有被充分发掘。微电网是为整合分布式发电的优势、削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响而提出的一种新的分布式能源组织方式和结构，能有效改善分布式能源电能质量差、分布式能源设备利用率不能被充分发掘等分布式能源的不足。

微电网通过整合分布式发电单元与配电网之间关系，在一个局部区域内直接将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起，可以方便地进行结构和配置以及电力调度的优化，优化和提高能源利用效率，减轻能源动力系统对环境的影响，推动分布式电源上网，降低大电网的负担，改善可靠安全性，并促进社会向绿色、环保、节能方向发展。微电网是当前国际国内能源和电力专家普遍认可的解决方案。

本项目拟建设一个室外光储柴微网系统通过低压配电柜给营地负荷供电，可实现对各个电力电子接口采集相关信息，并通过智能配电柜对各个环节进行投切，在并网及孤岛情况下实现发电、储能及负荷的控制，保持微电网系统的平衡。

2 项目整体方案

2.1微电网系统

本微电网系统是一个独立可控制的系统。本微电网将分布式光伏发电、柴油发电机组、营地用电负荷联接起来，本微电网为离网系统，可以通过微电网能量管理系统实现内部多种分布式能源的能量均衡控制及负荷连续不间断供电。

本项目拟建设光储柴微电网系统，系统由光伏发电系统、储能系统、柴油发电系统，控制系统、监控系统以及能量管理系统构成。其中控制系统可实现对分布式电源、负载装置和储能装置的远程控制，监控系统对分布式电源实时运行信息、报警信息进行全面的监视并进行多方面的统计和分析实现对分布式电源的全方面掌控，能量管理系统可控制分布式电源平滑出力与能量经济调度。

系统一次拓扑结构如下图所示：

KM2-N

本微电网能量管理及系统监控网络结构图如下图所示：

微电网能量管理系统可以根据储能情况及负载情况实现对柴油发电机的自动启停控制，以及微电网系统几种不同运行模式的切换，可以实现各分布式电源并离网控制，并网点电气参数监控，实现系统负载远程投切控制。配置一套电池管理系统实现对储能电池的充放电状态及电池电量估计，实现分布式电源能量均衡控制及系统的经济运行。配置负荷控制器，可以根据微电网交流母线电压频率情况，实现负荷分类切除，保证重要负荷的优先供电保障。

2.2光伏发电系统

本项目采用260Wp组件，20串90并，使用15台交流逆变器汇入3台交流汇流箱，然后接入光伏交流配电柜，同时在光伏交流配电柜内配置光伏电能计量表，对光伏发电电量进行计量。光伏交流配电柜的交流输出，经交流接触器KMG接入交流母线。

每个逆变器有两组MPPT输入端，每组可接入三个组件串：

每个交流汇流箱可以接入五个组串式逆变器的交流输出，三个交流汇流箱的交流输出接入光伏交流配电柜。

本系统共可接入6*5*3，共90串光伏组串，每串光伏组串由20个光伏组件串联组成，光伏发电系统容量共计90*20*260Wp = 486kWp。

2.3储能系统

储能采用2V1200AH OPZV阀控式密封胶体蓄电池，数量636只, 电气连接方式为分2组蓄电池并联运行，每组蓄电池318个，额定电压636V。储能系统容量共计：

2*1200*636 = 1524.6kWh

根据营地最新的设备清单，用需要系数法推算的需求电量为1640.6度，其中白天用电量989.5kWh，夜晚用电量651.0kWh。

因此在光照条件不良及柴油发电机故障的双重不利条件下，储能系统可以满足营地约1天的用电需求。

2.3.1储能变流器设计

在本项目分布式发电电源构建的微电网系统中，储能系统除了双向逆变功能外，同时可以进行模式切换控制，实现各电源之间的功率平衡分配，保证系统的稳定运行，提供抗短时冲击能力，平滑供电，储能，削峰填谷，并可配置电池管理系统实现电池的充放电管理。

储能变流器工作原理

储能变流器设备采用模块化设计，每个模块为62.5KW，8个模块并联可组成500KW储能变流器。设备拓扑采用三电平设计，相比较于两电平拓扑，三电平拓扑能够提高开关频率、转换效率和系统稳定性，降低输出谐波、开关损耗和变流器体积。

储能变流器电路主拓扑如下：

图1 储能变流器主拓扑图

储能变流器的一次系统图如下：

图2 储能系统接线图

2.3.2 储能变流器选型

离网逆变器选型

根据项目需求信息，本项目使用的离网逆变器器的容量为500KW。离网逆变器技术参数

型号PWS1-500K

交流输出

接线方式三相四线

输出过载能力（KW）550

并网运行模式

允许电网频率（Hz）50/60（-2.5~1.5）

总电流谐波畸变率≤3%

电压纹波系数≤1%

直流输入

直流电压范围（Vdc）500~800

最大输入电流（A）1000

稳压精度≤±1%

稳流精度≤±1%

系统参数

最大转换效率95.0%（不含变压器损耗）

尺寸（宽×高×深mm3）800*2160*800

重量（Kg）400